KiM - Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Kontrolle parasitischer Kontaminanten in industriellen Mikroalgenkulturen

Die Einschleppung von diversen parasitären und räuberischen Kontaminanten stellt bei der industriellen Kultivierung von Mikroalgen ein großes Risiko mit starken finanziellen Auswirkungen dar. Werden großvolumige Mikroalgenkulturen von parasitären Wasserpilzen befallen, wird die gesamte Algenpopulation innerhalb von wenigen Tagen vollständig zerstört. Bisher existieren keine erfolgreichen Strategien, um ein stabiles Kultivierungsumfeld zu schaffen, das in großvolumigen Photobioreaktoren die Kontamination mit ungewünschten Organismen langfristig reduziert oder verhindert.
Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens besteht daher in der Entwicklung und Patentierung eines kommerziell nutzbaren biologischen Verfahrens zur Stabilisierung industrieller Mikroalgenkulturen. Zur Verhinderung und Kontrolle parasitärer Kontaminationen werden dabei Methoden aus der synthetischen Ökologie eingesetzt, die auf natürlichen Prinzipien basieren. Im Gegensatz zu artifiziellen Monokulturen, die in der industriellen Kultivierung zum Einsatz kommen, existieren in natürlichen Ökosystemen eng miteinander verknüpfte Gemeinschaften, die sich durch eine höhere Diversität von Spezies und Funktionen besser an veränderte Umweltbedingungen anpassen können.
Um das angestrebte Verfahren zur Kontrolle des Infektionsgeschehens in industriellen Mikroalgenkulturen zu entwickeln, sollen mikrobiotische Ökosysteme identifiziert und gezielt kultiviert werden. Dafür werden spezifische Bakterien mit symbiontischem Potential ausgewählt, um synergistische Effekte einer Co-Kultivierung mit wirtschaftlich interessanten Mikroalgen zu untersuchen. Die Nutzung dieser Effekte in Kombination mit verfahrenstechnischen Anpassungen wird gegenüber Wachstumseinbrüchen durch parasitische Kontaminanten optimiert. Diese Prinzipien werden letztendlich zu einer Etablierung geeigneter Biozönosen führen, die zur langfristigen Steigerung von Kulturstabilität und Produktivität in großvolumigen Anlagen beitragen.